楕円触媒コンバータの製造方法
【課題】楕円触媒コンバータの製造コストを低減することができる製造技術を提供することを課題とする。
【解決手段】図（ｃ）において、楕円管１７は弾性領域で楕円化されており、プレス機１６に掛けたままの楕円管１７へ、マット１２が巻付けられている触媒１３を挿入する。
【効果】丸管を、塑性領域で楕円化するのではなく、弾性領域で楕円化する。この状態でマットが巻かれた触媒を挿入する。圧縮操作を解除すると楕円管は丸管に戻ろうとするが、この荷重は低く、触媒が内蔵されているため、楕円形状の位相が保たれる。丸管を楕円化する際に使用するプレス機は、弾性領域で丸管を楕円化するだけであるから、例えば廉価な０．３トンプレスで十分である。この結果、楕円触媒コンバータの製造コストを十分に低減することができる。
【解決手段】図（ｃ）において、楕円管１７は弾性領域で楕円化されており、プレス機１６に掛けたままの楕円管１７へ、マット１２が巻付けられている触媒１３を挿入する。
【効果】丸管を、塑性領域で楕円化するのではなく、弾性領域で楕円化する。この状態でマットが巻かれた触媒を挿入する。圧縮操作を解除すると楕円管は丸管に戻ろうとするが、この荷重は低く、触媒が内蔵されているため、楕円形状の位相が保たれる。丸管を楕円化する際に使用するプレス機は、弾性領域で丸管を楕円化するだけであるから、例えば廉価な０．３トンプレスで十分である。この結果、楕円触媒コンバータの製造コストを十分に低減することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、楕円触媒コンバータの製造技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
排ガスのエミッション対策として、触媒コンバータが車両の排気管に装着される。触媒コンバータは、排気管に装着する関係から、セラミックス製の触媒を金属ケースに収めたものが主に採用される。金属ケースであれば排気管に溶接で簡単に接続することができるからである。
【０００３】
触媒は、排気管に装着する関係上、円柱形状とされる。さらに、エンジン直下や、車両の床下に配置する関係で、前後幅や、高さ寸法が小さくなる楕円柱形状の触媒が採用される（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００２−９７９４４公報（図６）
【０００４】
特許文献１の図６に示されている縮径装置を使用することを前提に、従来実施されている楕円触媒コンバータの製造方法を次図に基づいて説明する。
図３は従来の楕円管の製造方法を説明する図であり、（ａ）に示すように、丸管１０１を準備する。この丸管１０１は、（ｂ）に示すように、半楕円面１０２が設けられているプレス下型１０３と、半楕円面１０４が設けられているプレス上型１０５とからなるプレス機１０６で、塑性加工される。プレス機１０６から外すと、（ｃ）に示す楕円管１０７が得られる。
【０００５】
なお、（ｂ）での塑性加工の際に外周の一部が型１０３、１０５の合わせ部分に、はみ出し勝ちである。このはみ出し現象は、製品の外観性に影響するので好ましいことではない。
【０００６】
図４は従来の触媒コンバータの製造工程図であり、（ａ）に示すように、クランプ１１１、１１２でクランプした楕円管１０７に、マット１０８が巻かれている楕円触媒１０９を挿入する。
次に、（ｂ）に示すように、複数個の押圧片１１３が楕円環状に配置されている縮径装置１１０に楕円管１０７をセットし、矢印のように押すことで塑性変形領域まで縮径する。縮径装置１１０から外すと、（ｃ）に示す楕円触媒コンバータ１１５が得られる。
【０００７】
以上に説明した製造工程では、楕円管１０７を製造するプレス機１０６（図３（ｂ））が必須である。プレス機１０６としては、丸管１０１を塑性領域までプレス下型１０３及びプレス上型１０５でプレスするため、例えば２０トンプレスが必要となり、結果、プレス機１０６は、高価なものとなる。プレス機１０６が高価であるため、製造コストが押し上げられ、楕円触媒コンバータ１１５の製造コストが嵩む。
【０００８】
車両用触媒として、楕円触媒コンバータの普及を考えると、製造コストの低減が望まれる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、楕円触媒コンバータの製造コストを低減することができる製造技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に係る発明は、楕円柱状の触媒と、この触媒に巻付けたマットと、このマット及び前記触媒を挿入する金属製の楕円ケースとからなる楕円触媒コンバータの製造方法であって、
金属製の丸管と、前記マットが巻かれている楕円柱状の触媒とを準備する工程と、前記丸管の外周を圧縮操作することで、前記丸管を弾性限度で楕円化する工程と、前記圧縮操作を維持しながら楕円管へ、前記マットが巻付けられている触媒を挿入する工程と、圧縮操作を解除することで、コンバータ中間製品を得る工程と、このコンバータ中間製品の楕円管を縮径することで、縮径された楕円ケースとこの楕円ケースに内蔵されたマット及び触媒からなる楕円触媒コンバータを得る縮径工程と、からなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に係る発明では、丸管を、塑性領域で楕円化するのではなく、弾性領域で楕円化する。尚、弾性変形は周長の変化がなく、塑性変形のようにかみ込み（図３（ｂ）参照。）の発生が防止できる。弾性領域であっても、クランプ状態であれば金型と同様の精度が得られ、塑性変形より精度がよい。
【００１２】
この状態でマットが巻かれた触媒を挿入する。圧縮操作を解除すると楕円管は丸管に戻ろうとするが、この荷重は低く、触媒が内蔵されているため、楕円形状の位相が保たれる。そのため、触媒が破損することなく、後の縮径工程は円滑に進めることができる。
【００１３】
丸管を楕円化する際に使用するプレス機は、弾性領域で丸管を楕円化するだけであるから、例えば廉価な０．３トンプレスで十分である。この結果、楕円触媒コンバータの製造コストを十分に低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
図１は本発明に係る準備工程から触媒を挿入する工程までを説明する図であり、（ａ）に示すように、金属製の丸管１１と、マット１２が巻かれている楕円柱状の触媒１３とを準備する（準備工程）。
【００１５】
次に、（ｂ）に示すように、下プレス型１４と上プレス型１５とからなる、例えば０．３トンプレス機１６で、丸管１１を弾性領域で楕円化し楕円管１７を得る（楕円化工程）。塑性変形させる必要がないので、プレス機１６はプレス力が小さくて廉価なプレス機でよい。下プレス型１４及び上プレス型１５の当り面１８、１８は凹面で良く、廉価な上下２分割の廉価な金型を使用することができる。 また、当たり面１８、１８はフラット面でも良く、より廉価な金型を使用することができる。
【００１６】
続いて、（ｃ）に示すように、プレス機１６に掛けたままの楕円管１７へ、マット１２が巻付けられている触媒１３を挿入する（挿入工程）。
【００１７】
図２は本発明に係る縮径工程を説明する図であり、（ａ）に示すように、下プレス型１４と上プレス型１５とを開放することで、コンバータ中間製品２０を得る（プレス開放工程）。圧縮操作が解除されたことにより、楕円管１７は丸管に戻ろうとして、矢印（１）、（１）のように触媒１３の長径に沿って、触媒１３を挟む。すなわち、矢印（１）、（１）の圧縮力が作用し、触媒１３に圧縮応力が発生する。
【００１８】
しかし、この圧縮応力は、触媒１３が有している圧縮強度より小さいため、触媒１３が圧潰される心配はない。結果、触媒１３の短径に沿って隙間２１、２１が発生するものの、楕円管１７は楕円形状が維持される。すなわち、触媒１３が楕円形状を維持する詰め物または支えの役割を果たす。
【００１９】
次に、（ｂ）に示すように、コンバータ中間製品２０を、複数の押圧片２３が楕円環状に配置されている縮径装置２４へ移し、押圧片２３を矢印のように前進させることで、縮径を行う（縮径工程）。この縮径は塑性領域まで行われる。
【００２０】
結果、（ｃ）に示すように、楕円ケース２５に内蔵されたマット１２及び触媒１３からなる楕円触媒コンバータ２６を得ることができる。
なお、楕円管１７は塑性加工前の部材であり、丸管１１と周長は変わらない。一方、楕円ケース２５は塑性加工後、すなわち縮径加工後の部材であるため、丸管１１より周長が小さくなっている。そのため、楕円管１７と楕円ケース２５とは、呼称及び符号を変えた。
【００２１】
尚、本発明は、車両、特にエンジン直下や、車両の床下に配置される楕円触媒コンバータの製造に好適であるが、発電用内燃機関など、その他の設備に付設される楕円触媒コンバータの製造に適用することは差し支えない。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明は、車両のエンジン直下や車両の床下に配置される楕円触媒コンバータの製造に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係る準備工程から触媒を挿入する工程までを説明する図である。
【図２】本発明に係る縮径工程を説明する図である。
【図３】従来の楕円管の製造方法を説明する図である。
【図４】従来の触媒コンバータの製造工程図である。
【符号の説明】
【００２４】
１１…丸管、１２…マット、１３…触媒、１６…プレス機、１７…楕円管、２０…コンバータ中間製品、２４…縮径装置、２５…楕円ケース、２６…楕円触媒コンバータ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、楕円触媒コンバータの製造技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
排ガスのエミッション対策として、触媒コンバータが車両の排気管に装着される。触媒コンバータは、排気管に装着する関係から、セラミックス製の触媒を金属ケースに収めたものが主に採用される。金属ケースであれば排気管に溶接で簡単に接続することができるからである。
【０００３】
触媒は、排気管に装着する関係上、円柱形状とされる。さらに、エンジン直下や、車両の床下に配置する関係で、前後幅や、高さ寸法が小さくなる楕円柱形状の触媒が採用される（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００２−９７９４４公報（図６）
【０００４】
特許文献１の図６に示されている縮径装置を使用することを前提に、従来実施されている楕円触媒コンバータの製造方法を次図に基づいて説明する。
図３は従来の楕円管の製造方法を説明する図であり、（ａ）に示すように、丸管１０１を準備する。この丸管１０１は、（ｂ）に示すように、半楕円面１０２が設けられているプレス下型１０３と、半楕円面１０４が設けられているプレス上型１０５とからなるプレス機１０６で、塑性加工される。プレス機１０６から外すと、（ｃ）に示す楕円管１０７が得られる。
【０００５】
なお、（ｂ）での塑性加工の際に外周の一部が型１０３、１０５の合わせ部分に、はみ出し勝ちである。このはみ出し現象は、製品の外観性に影響するので好ましいことではない。
【０００６】
図４は従来の触媒コンバータの製造工程図であり、（ａ）に示すように、クランプ１１１、１１２でクランプした楕円管１０７に、マット１０８が巻かれている楕円触媒１０９を挿入する。
次に、（ｂ）に示すように、複数個の押圧片１１３が楕円環状に配置されている縮径装置１１０に楕円管１０７をセットし、矢印のように押すことで塑性変形領域まで縮径する。縮径装置１１０から外すと、（ｃ）に示す楕円触媒コンバータ１１５が得られる。
【０００７】
以上に説明した製造工程では、楕円管１０７を製造するプレス機１０６（図３（ｂ））が必須である。プレス機１０６としては、丸管１０１を塑性領域までプレス下型１０３及びプレス上型１０５でプレスするため、例えば２０トンプレスが必要となり、結果、プレス機１０６は、高価なものとなる。プレス機１０６が高価であるため、製造コストが押し上げられ、楕円触媒コンバータ１１５の製造コストが嵩む。
【０００８】
車両用触媒として、楕円触媒コンバータの普及を考えると、製造コストの低減が望まれる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、楕円触媒コンバータの製造コストを低減することができる製造技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に係る発明は、楕円柱状の触媒と、この触媒に巻付けたマットと、このマット及び前記触媒を挿入する金属製の楕円ケースとからなる楕円触媒コンバータの製造方法であって、
金属製の丸管と、前記マットが巻かれている楕円柱状の触媒とを準備する工程と、前記丸管の外周を圧縮操作することで、前記丸管を弾性限度で楕円化する工程と、前記圧縮操作を維持しながら楕円管へ、前記マットが巻付けられている触媒を挿入する工程と、圧縮操作を解除することで、コンバータ中間製品を得る工程と、このコンバータ中間製品の楕円管を縮径することで、縮径された楕円ケースとこの楕円ケースに内蔵されたマット及び触媒からなる楕円触媒コンバータを得る縮径工程と、からなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に係る発明では、丸管を、塑性領域で楕円化するのではなく、弾性領域で楕円化する。尚、弾性変形は周長の変化がなく、塑性変形のようにかみ込み（図３（ｂ）参照。）の発生が防止できる。弾性領域であっても、クランプ状態であれば金型と同様の精度が得られ、塑性変形より精度がよい。
【００１２】
この状態でマットが巻かれた触媒を挿入する。圧縮操作を解除すると楕円管は丸管に戻ろうとするが、この荷重は低く、触媒が内蔵されているため、楕円形状の位相が保たれる。そのため、触媒が破損することなく、後の縮径工程は円滑に進めることができる。
【００１３】
丸管を楕円化する際に使用するプレス機は、弾性領域で丸管を楕円化するだけであるから、例えば廉価な０．３トンプレスで十分である。この結果、楕円触媒コンバータの製造コストを十分に低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
図１は本発明に係る準備工程から触媒を挿入する工程までを説明する図であり、（ａ）に示すように、金属製の丸管１１と、マット１２が巻かれている楕円柱状の触媒１３とを準備する（準備工程）。
【００１５】
次に、（ｂ）に示すように、下プレス型１４と上プレス型１５とからなる、例えば０．３トンプレス機１６で、丸管１１を弾性領域で楕円化し楕円管１７を得る（楕円化工程）。塑性変形させる必要がないので、プレス機１６はプレス力が小さくて廉価なプレス機でよい。下プレス型１４及び上プレス型１５の当り面１８、１８は凹面で良く、廉価な上下２分割の廉価な金型を使用することができる。 また、当たり面１８、１８はフラット面でも良く、より廉価な金型を使用することができる。
【００１６】
続いて、（ｃ）に示すように、プレス機１６に掛けたままの楕円管１７へ、マット１２が巻付けられている触媒１３を挿入する（挿入工程）。
【００１７】
図２は本発明に係る縮径工程を説明する図であり、（ａ）に示すように、下プレス型１４と上プレス型１５とを開放することで、コンバータ中間製品２０を得る（プレス開放工程）。圧縮操作が解除されたことにより、楕円管１７は丸管に戻ろうとして、矢印（１）、（１）のように触媒１３の長径に沿って、触媒１３を挟む。すなわち、矢印（１）、（１）の圧縮力が作用し、触媒１３に圧縮応力が発生する。
【００１８】
しかし、この圧縮応力は、触媒１３が有している圧縮強度より小さいため、触媒１３が圧潰される心配はない。結果、触媒１３の短径に沿って隙間２１、２１が発生するものの、楕円管１７は楕円形状が維持される。すなわち、触媒１３が楕円形状を維持する詰め物または支えの役割を果たす。
【００１９】
次に、（ｂ）に示すように、コンバータ中間製品２０を、複数の押圧片２３が楕円環状に配置されている縮径装置２４へ移し、押圧片２３を矢印のように前進させることで、縮径を行う（縮径工程）。この縮径は塑性領域まで行われる。
【００２０】
結果、（ｃ）に示すように、楕円ケース２５に内蔵されたマット１２及び触媒１３からなる楕円触媒コンバータ２６を得ることができる。
なお、楕円管１７は塑性加工前の部材であり、丸管１１と周長は変わらない。一方、楕円ケース２５は塑性加工後、すなわち縮径加工後の部材であるため、丸管１１より周長が小さくなっている。そのため、楕円管１７と楕円ケース２５とは、呼称及び符号を変えた。
【００２１】
尚、本発明は、車両、特にエンジン直下や、車両の床下に配置される楕円触媒コンバータの製造に好適であるが、発電用内燃機関など、その他の設備に付設される楕円触媒コンバータの製造に適用することは差し支えない。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明は、車両のエンジン直下や車両の床下に配置される楕円触媒コンバータの製造に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係る準備工程から触媒を挿入する工程までを説明する図である。
【図２】本発明に係る縮径工程を説明する図である。
【図３】従来の楕円管の製造方法を説明する図である。
【図４】従来の触媒コンバータの製造工程図である。
【符号の説明】
【００２４】
１１…丸管、１２…マット、１３…触媒、１６…プレス機、１７…楕円管、２０…コンバータ中間製品、２４…縮径装置、２５…楕円ケース、２６…楕円触媒コンバータ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
楕円柱状の触媒と、この触媒に巻付けたマットと、このマット及び前記触媒を挿入する金属製の楕円ケースとからなる楕円触媒コンバータの製造方法であって、
金属製の丸管と、前記マットが巻かれている楕円柱状の触媒とを準備する工程と、
前記丸管の外周を圧縮操作することで、前記丸管を弾性限度で楕円化する工程と、
前記圧縮操作を維持しながら楕円管へ、前記マットが巻付けられている触媒を挿入する工程と、
圧縮操作を解除することで、コンバータ中間製品を得る工程と、
このコンバータ中間製品の楕円管を縮径することで、縮径された楕円ケースとこの楕円ケースに内蔵されたマット及び触媒からなる楕円触媒コンバータを得る縮径工程と、からなることを特徴とする楕円触媒コンバータの製造方法。
【請求項１】
楕円柱状の触媒と、この触媒に巻付けたマットと、このマット及び前記触媒を挿入する金属製の楕円ケースとからなる楕円触媒コンバータの製造方法であって、
金属製の丸管と、前記マットが巻かれている楕円柱状の触媒とを準備する工程と、
前記丸管の外周を圧縮操作することで、前記丸管を弾性限度で楕円化する工程と、
前記圧縮操作を維持しながら楕円管へ、前記マットが巻付けられている触媒を挿入する工程と、
圧縮操作を解除することで、コンバータ中間製品を得る工程と、
このコンバータ中間製品の楕円管を縮径することで、縮径された楕円ケースとこの楕円ケースに内蔵されたマット及び触媒からなる楕円触媒コンバータを得る縮径工程と、からなることを特徴とする楕円触媒コンバータの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−１３１４８４（Ｐ２０１０−１３１４８４Ａ）
【公開日】平成２２年６月１７日（２０１０．６．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３０７７８３（Ｐ２００８−３０７７８３）
【出願日】平成２０年１２月２日（２００８．１２．２）
【出願人】（０００１３８５２１）株式会社ユタカ技研 (134)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月１７日（２０１０．６．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月２日（２００８．１２．２）
【出願人】（０００１３８５２１）株式会社ユタカ技研 (134)
【Ｆターム（参考）】
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